當代高品質工業建筑的設計初探

陳釗

（廣州市設計院集團有限公司，廣東 廣州 510620）

1 工業建筑品質設計的內涵

當前，我國工業建筑正處于工業化、數字化、智能化技術融合應用的關鍵時期，未來的工業建筑設計也必將面臨著新的挑戰和機遇。從目前來看，我國工業建筑設計存在著兩個問題：①工業建筑在空間形態、功能布局等方面仍缺乏整體感。工業建筑的建筑設計工作基本上還是停留在給工藝設備做個較簡單的包裝，給操作工人做個遮風擋雨的圍護[1]。②與現代科技相融合的技術手段和手段尚未得到廣泛應用。因此，如何在新形勢下探索一種符合時代特征、具有高品質內涵的設計理念和策略已成為當下亟待解決的問題。

品質設計（quality design）的概念最早由美國建筑師弗蘭克·蓋里于20 世紀50 年代提出，其目的在于提高建筑品質，改善人們的工作環境。到了20 世紀60 年代，“品質設計”已經成為國際公認的建筑設計的一種理念，其內涵主要包括3 個方面：①對“物”的品質關注。②對“人”的品質關注。③對“環境”的品質關注。從建筑設計層面來講，其核心在于塑造符合人的行為習慣、感受需求、精神需求、文化需求等方面的環境，以使人們在其中能夠得到最大程度的愉悅。由此可見，工業建筑設計無論從設計理念還是設計手法都與品質設計一脈相承。

高品質的工業建筑和商務建筑對中國而言是不可或缺的，一方面，當前建設用地緊缺，土地價格節節攀升，因此需要提升土地規劃和土地利用效率。另一方面，如果公司想要吸引人才，或是留住現代制造工藝所需的高素質員工的話，良好的工作條件和高品質的環境更是基本條件[2]。

2 工業化、數字化、智能化背景下的工業建筑設計特征

在工業建筑領域，工業化的主要表現形式是以標準化設計、工廠化生產、裝配式施工、信息化管理為代表的工業化。當前我國正在大力推進建筑產業現代化，工業建筑也要采用工業化的設計模式。例如，利用建筑信息模型（building information modeling, BIM）技術建立數字化三維模型，進行構件化設計與預制。工業化、數字化、智能化的設計特征，一方面通過優化生產流程、提升生產效率來降低生產成本，另一方面，也在一定程度上改變了工業建筑的傳統設計模式。從本質上講，工業化、數字化、智能化是對工業建筑設計理念和實踐的創新，它是對傳統工業建筑設計模式的顛覆和改造。在工業建筑設計中采用工業化、數字化、智能化的設計方法，一方面可以有效提高工業建筑的生產效率、降低生產成本，另一方面可以通過科技手段實現工業建筑的個性化、人性化。例如：在傳統的工業建筑設計中，設計師需要對建筑外部空間進行很多次建模和渲染，這不僅費時費力，而且效果也不理想。而在工業化、數字化、智能化的背景下，設計師只需通過模型與渲染軟件即可快速生成滿足客戶需求的三維模型。在工業化背景下，由于自動化和信息化技術的不斷發展，設計工具更加智能、更加高效。例如，在工業建筑設計中可以利用BIM 技術建立數字化三維模型進行預制化設計；利用CAD 軟件進行工廠化生產設計；利用ERP（enterprise resource planning）軟件進行信息化管理；利用云平臺等將項目全生命周期中各階段串聯起來。由此可見，工業建筑在工業化、數字化、智能化背景下設計特征發生了巨大變化。

具體而言，工業化、數字化、智能化背景下工業建筑設計特征主要體現在以下方面。

（1）標準化。工業建筑設計流程是按照標準化的流程進行設計與生產的，可以保證生產效率與產品品質。同時，標準化設計也可以減少設計中的不確定性，提高工業建筑的設計效率和產品質量。

（2）數字化。在工業化、數字化、智能化背景下，工業建筑設計需要大量利用數字化技術和工具，如BIM技術、CAD 技術、GIS（地理信息系統）技術等，進行三維建模、信息編碼、設計表達與協同管理。

（3）智能化。工業建筑的智能化包括智能感知、智能分析與控制等方面的內容。在工業化、數字化、智能化背景下，工業建筑設計需要從微觀層面考慮智能控制問題，如利用智能感知技術對工業建筑進行自動化監測、運行管理和優化控制等。

（4）綠色化。工業化、數字化、智能化背景下工業建筑的綠色化主要體現在以下兩個方面：①工業建筑設計要考慮生態化原則，積極采用節能環保的綠色材料與設備，如采用低能耗建材與設備等。②工業建筑設計要考慮數字化原則，利用信息技術手段進行全生命周期的設計與管理。

（5）工業化背景下工業建筑的空間設計呈現出個性化特征。在工業化、數字化、智能化背景下，人們的需求更加個性化和多樣化，因此需要通過個性化設計來滿足人們對空間的需求。例如：在傳統工業建筑中，由于受傳統觀念和建造工藝的影響，人們對空間的需求往往是功能性強而藝術感弱的。而在工業化、數字化、智能化背景下，由于工業化生產能夠滿足人們對個性化空間需求的要求，因此人們在選擇建筑時更加注重空間環境和空間體驗。

（6）工業建筑的智能化、綠色化發展模式逐漸被應用于工業建筑設計實踐中。在工業化、數字化、智能化背景下，由于工業建筑具有復雜性、高能耗、高污染等特點，因此在工業建筑設計中要通過應用智能控制系統、綠色建材等技術措施，實現工業建筑的綠色化發展。

（7）工業化、數字化、智能化背景下工業建筑設計更關注人的感受。法國雷諾集團的雷諾工程部下屬的一個舍埃（SERl）設計工程公司，專設了一個“人類工程部”。他們著重研究人類工程學在工廠設計和管理中的應用[3]。

隨著人們生活水平的提高，人們對工業建筑的需求已經從“住”轉向了“住”與“用”相結合。因此在工業化、數字化、智能化背景下，工業建筑設計不僅要關注生產功能與空間環境，而且還需要關注人的需求，為用戶提供更多優質的使用空間和體驗。例如：在傳統工業建筑設計中，由于存在大量的能源消耗和環境污染問題，因此在設計過程中需要將綠色建材和可持續發展理念貫穿到整個項目的全過程。在設計過程中，應將施工設備所產生的空氣污染、水污染、噪聲污染等因素納入考慮，并結合廠區內自然環境的設計，對其作進一步處理，以達到人性化設計的目的[4]。

在工業化、數字化、智能化背景下，人們對城市環境提出了更高的要求，因此需要通過工業化設計來營造良好的城市環境。例如：在工業化背景下，由于大型工廠通常位于城市周邊或者城市郊區，因此在設計過程中需要充分考慮城市規劃和空間布局以及景觀規劃等問題。

（8）工業建筑的全生命周期管理模式被應用于工業建筑設計實踐中。在工業化、數字化、智能化背景下，由于工業建筑的生產過程高度復雜，因此在設計過程中需要充分考慮整個項目的全生命周期管理模式，包括項目規劃設計、生產設計、運營管理等方面。在工業化、數字化、智能化背景下，由于工業建筑具有高能耗和高污染的特點，因此需要充分考慮節能環保問題。比如使用冰蓄冷和地源熱泵類或者是智能數碼類回收空調系統產生的余熱，可以循環使用能源[5]。

（9）工業建筑設計注重城市文脈與環境的傳承。隨著工業化、數字化、智能化時代的到來，工業建筑與城市發展更加緊密地聯系在一起，因此需要注重城市文脈與環境的傳承。例如：在傳統工業建筑設計中，由于城市空間缺乏連續性和凝聚力，因此需要充分考慮城市文脈與環境的傳承問題。

3 高品質工業建筑設計的價值取向

從工業建筑的起源和發展來看，高品質工業建筑設計的發展經歷了一個由傳統到現代、由單體到片區、由工業建筑到區域的過程；從高品質工業建筑設計的發展趨勢來看，從滿足使用功能需求到追求個性創新、從生態友好到節能環保、從數字化智能化到智慧管理與智慧服務；從高品質工業建筑設計的價值取向來看，應主要關注對城市文脈與環境的傳承、對城市環境品質的提升、對城市文化內涵的豐富和對城市空間結構的優化，并充分利用高科技手段打造智慧平臺、智慧管理與智慧服務。在此基礎上，結合作者參與設計的若干個高品質工業建筑項目的設計實踐，筆者總結出以下高品質工業建筑設計的途徑和策略。

尊重場地、尊重環境，并充分考慮建筑與周邊環境的相互關系。

突出“綠色”元素，注重自然通風、自然采光和生態節能技術的運用，并注重建筑與周邊環境的協調性。

從場地出發，以使用者為中心進行功能布局和空間組織，將使用功能需求轉化為空間結構組織和設計理念。

通過合理布局、結構優化、空間組織及節能措施等手段實現建筑形態、空間結構與建筑技術的協調統一；充分利用高科技手段，打造智慧平臺、智慧管理和智慧服務。

4 實踐案例分析

高品質工業建筑設計是一種體現以人為本的理念，注重城市文脈與環境的傳承，追求個性與創新，強調生態友好與節能環保，并充分利用高科技手段打造智慧平臺、智慧管理與智慧服務的工業建筑。筆者參與了若干個高品質工業建筑項目的設計實踐，以弘亞數控總部為例。

4.1 項目概況

項目總建筑面積約7 萬m2。其中廠房約5.9 萬m2，配套辦公約0.9 萬m2，地下室約0.5 萬m2。規劃停車位不少于237 個。

基地位于黃埔區開創大道以西，瑞祥路以南，周邊多為工業園區。場地西南側為果樹場自然景觀，從南側高速路和開創大道可以看到場地的主要展示面。

現狀外部交通完善，但周邊支路路網尚未建設完成。對外交通主要依靠東側的開創大道、南側的蘿崗立交和北側的瑞祥路。

4.2 技術特色

4.2.1 契合場地的規劃

南側布置小體量的總部辦公配套，北側場地規則區域布置尺度較大的廠區，大小體量平行擺布滿足了工藝流程，又便于消化不規則場地的邊角。塔樓體量局部斜切的一方面適應了場地，一方面也由此獲得了標志感。高低搭配的天際線處理，總部臨路的策略也進一步強化了園區的可識別性。

4.2.2 契合企業文化的立面

辦公塔樓方面，設計靈感來源于企業深耕的數控行業。我們提出生態光塔、數控銀邊的概念。圓角的科技造型、橫向金屬線條，展現了企業精工領域的卓越追求，同時也起到了建筑遮陽、隔熱遮陽作用。廠房方面，通過對橫向線條間隔尺度的推敲，適應了內部工藝的采光需求，石材與幕墻窗的使用平衡了品質和造價。連廊方面，廣州夏季高溫多雨，常有臺風。風雨連廊和架空層為廠區提供了遮陽避雨的場所，工作聯絡可以不受天氣影響正常開展。

4.2.3 人性化的交流空間

共享邊庭方面，辦公塔樓西南角設置躍層空間，打破了層與層的部門隔絕，也利于不同部門間員工的共享與交流。退臺屋面方面，辦公塔樓西側裙房的退臺屋面設計，形成獨立的共享活動平臺。廠房屋面方面，辦公塔樓通過連廊與廠房屋面相連，提供了供員工活動休憩的第二地面，容納了球類運動場地和大面積種植區域。寬敞連廊方面，連接廠區和辦公的寬敞的連廊成為員工生活、交流的絕佳載體。

4.2.4 品質感的工廠

材料與細部上，廠房立面采用石材、配套區域采用玻璃幕墻結合橫向型材，塑造細膩質感。整體園區考慮海綿城市設計，結合下凹綠地，屋頂花園，打造高品質園區。

4.3 綜合效益

高端智能家具生產裝備創新及產業化建設項目是開發區弘亞數控有限公司在開發區重要的生產基地及總部園區。作為黃埔區家具加工設備制造業產業進行轉型、升級、發展的重要研發項目，高端智能家具生產裝備創新及產業化建設項目之初就以打造現代化的廠房及園區為目標。項目旨在建成集辦公、研發、制造、展示、生活于一體的新型、高效的產業園區，為員工創造一個工作生活的最佳場所，也為黃埔新型廠區樹立一個新標桿。

5 結語

當前，高品質工業建筑設計面臨的問題主要包括設計理念滯后、設計方法陳舊、設計標準體系不完善、建造技術落后等。其中，綠色生態是高品質工業建筑設計的核心內涵。在綠色生態方面，高品質工業建筑設計應充分利用現代科技，在建筑空間、建筑結構、建筑節能等方面體現綠色生態理念。在節能環保方面，高品質工業建筑設計應充分考慮自然通風、自然采光和生態節能技術的運用，并注重與周邊環境的協調性，做到人與自然和諧共生。

隨著技術的進步，工業建筑逐漸呈現出工業化、數字化、智能化的特征。工業建筑的品質設計已經成為當代工業建筑設計發展的重要方向，在這一背景下，我們應該深入研究如何在滿足工業建筑品質需求的同時，以更多的創新和技術手段創造出更多人性化、生態友好、節能環保的高品質工業建筑。